Verzögerungszeit für Lautsprecher berechnen

AV-Receiver bieten heute üblicherweise die Möglichkeit, den Abstand aller Lautsprecher zum Hörplatz anzugeben. Automatische Einmesssysteme erleichtern diese Aufgabe noch weiter. Sinn dieser Funktion ist es, dass der Receiver für jeden Lautsprecher eine Verzögerungszeit berechnen kann. Einige Lautsprecher sollen den Ton etwas später abgeben als andere, um ein stimmiges Klangbild zu schaffen. Die unterschiedlich langen Wege von den Lautsprechern zu unseren Ohren werden so ausgeglichen.

Die Angabe von Abständen, die in der Regel auf 10 oder 5 cm genau erfolgt, ist meist nur bei neueren AV-Receivern möglich. Sie nehmen uns damit die ganze Arbeit ab. Wenn Ihr über einen solchen Receiver verfügt, nehmt die Einstellungen entsprechend genau vor und legt einfach den ersten Film ein. Der Receiver regelt das für Euch.

Wer noch über einen älteren Receiver verfügt, bei dem die Angabe der Verzögerungszeiten für Lautsprecher in Millisekunden notwendig ist, für den ist dieser Artikel gedacht. Alle anderen sind aber vielleicht zumindest an der Theorie interessiert, was der Receiver da eigentlich macht.

Schall braucht bekanntlich eine gewisse Zeit, um vom Sender (dem Lautsprecher) zum Empfänger (unseren Ohren) zu gelangen. Die Schallgeschwindigkeit beträgt bei 20 °C ungefähr 343 Meter pro Sekunde. Um eine Strecke von 3 Metern zurückzulegen, braucht der Schall also beispielsweise 8,75 Millisekunden:

  • 343 Meter pro Sekunde ÷ 1000 = 0,343 Meter pro Millisekunde = 34,3 cm pro Millisekunde
  • 300 cm ÷ 34,3 cm pro Sekunde = 8,75 ms

Im Heimkino wird der Mehrkanalton von AV-Receivern erzeugt, die neben der puren Wiedergabe auch noch diverse Programme zur Klangverbesserung bieten und eben alles für kleine Räume optimieren. Im Idealfall stehen alle Lautsprecher gleich weit von der Hörposition entfernt. Ist das der Fall, hört man genau das, was der Receiver produziert.

Nutzen der Verzögerungszeit

Dummerweise ist kein Raum wie der andere und man wird es fast nie schaffen, die Aufstellung der Lautsprecher so vorzunehmen, dass alle den gleichen Abstand zur Hörposition haben. Meistens stehen die hinteren Lautsprecher deutlich zu nah und der Center steht in einer Linie mit den Front-Lautsprechern. Das führt dazu, dass der Ton einiger Lautsprecher früher an der Hörposition ankommt. Und auch wenn es sich hier nur um Millisekunden handelt, ist dieser Effekt hörbar. Zum Vergleich: 15 ms Verzögerung zwischen zwei Lautsprechern reichen aus, um einen deutlichen Hall-Effekt zu bekommen. Für den Center ist das besonders wichtig. Bei einem falsch eingestellten Center fehlt den Dialogen die nötige Tiefe.

Die Verzögerungszeit wird angepasst, damit alle Lautsprechern akustisch auf einen Kreis um den Hörer gebracht werdenEigentlich sollten alle Lautsprecher genau auf einem Kreis angeordnet sein, dessen Mittelpunkt der Hörer ist. Das folgende Beispiel (hier auch als PDF) zeigt anhand einer 6.1-Anlage, wo die Lautsprecher tatsächlich stehen, und wo sie stehen sollten (grüner Kreis). Die Berechnung funktioniert aber auch mit jeder anderen Lautsprecher-Konfiguration. Wenn Ihr einen Bauplan für Euer Heimkino zeichnet, könnt Ihr den alten Zirkel aus der Schule mal ausgraben und diese Berechnungen wie im folgenden gezeigt vornehmen.

Da sich die Verzögerungszeit bei vielen älteren Receivern nicht für die Haupt-Lautsprecher, aber für alle anderen einstellen lässt, sind die Haupt-Lautsprecher die Konstante in der Berechnung. Deshalb läuft der Kreis genau durch die Haupt-Lautsprecher (bzw. deren Vorderseite). Ziel ist es, den Abstand der Haupt-Lautsprecher zur Hörposition für alle anderen Lautsprecher zu simulieren, indem man sie gefühlt von der Hörposition entfernt. Dazu ist die Verzögerungszeit da. Jede Millisekunde Verzögerung lässt den Lautsprecher im Vergleich zu den anderen Lautsprechern so klingen, als würde sie 34,3 cm weiter entfernt von der Hörposition stehen.

Verzögerungszeit berechnen

Zur Berechnung der passenden Verzögerungszeit benötigt man also nichts weiter als die Differenz zwischen der Soll-Entfernung (der Entfernung zwischen Hörposition und Haupt-Lautsprechern) und der Ist-Entfernung (der tatsächlichen Entfernung zwischen Lautsprecher und Hörposition). Im Beispiel steht der Center 203 cm von der Hörposition entfernt, die Haupt-Lautsprecher aber 240 cm.

  • Soll-Position – Ist-Position = Ausgleich
  • 240 cm – 203 cm = 37 cm

Es fehlen also 37 cm, die der Center eigentlich weiter von der Hörposition entfernt stehen sollte. In der Skizze ist diese Entfernung rot markiert. Diese fehlende Entfernung muss durch die Verzögerungszeit ausgeglichen werden.

  • 37 cm Ausgleich ÷ 34,3 cm Ausgleich pro Millisekunde = 1,08 ms

Und weil sich die Verzögerungszeit meistens nur in ganzen oder halben Millisekunden anpassen lässt, wird der Center in diesem Beispiel um genau eine Millisekunde verzögert. Zum Vergleich noch der Extremfall, der hintere Center. Dieser steht nur 86 cm von der Hörposition entfernt, sollte aber auch wie 240 cm Abstand klingen.

  • 240 cm – 86 cm = 154 cm auszugleichende Entfernung
  • 154 cm Ausgleich ÷ 34,3 cm Ausgleich pro Millisekunde = 4,49 ms

Mit einer Verzögerung von 4,5 ms trifft der Schall vom hinteren Center so spät an der Hörposition ein, als würde dieser wie die Haupt-Lautsprecher 240 cm entfernt von der Hörposition stehen.


Für den Subwoofer bringt diese Berechnung übrigens nicht wirklich viel, selbst wenn sich an manchen AV-Receivern dafür eine Verzögerungszeit einstellen lässt. Generell gelten für tiefe Frequenzen andere Gesetze. Daher solltet Ihr der Aufstellung des Subwoofers entsprechende Beachtung schenken und die Einstellung der Phase gegebenenfalls anpassen.

Habt Ihr den verloren geglaubten Spaß an der Mathematik wieder entdeckt? Schaut Euch mal die Berechnung des optimalen Sitzabstandes zur Leinwand genauer an.

Über Bert Kößler

Seit gut 20 Jahren fasziniert mich das Thema Heimkino. Neben den Filmen selbst gilt meine Leidenschaft besonders der Einrichtung, Steuerung und Automatisierung. Bei Heimkino Praxis teile ich meine vielseitigen Erfahrungen mit Anfängern und fortgeschrittenen Heimkino-Enthusiasten.

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